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複合的弾性波手法によるコンクリート品質評価法の確立

Research Project

Project/Area Number 19F19747
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

塩谷 智基  京都大学, 工学研究科, 特定教授 (40443642)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) LIU YUQING  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-07-24 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥100,000 (Direct Cost: ¥100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsコンクリート / 劣化 / AE / ライフサイクル評価 / 弾性波おらメータ / トモグラフィ / 尊書評価 / 埋設センサ / ピエゾ素子 / ひび割れ
Outline of Research at the Start

コンクリートの劣化・損傷を非破壊で調査する手法として,破壊にともなう弾性波,AE(アコ ースティックエミッション)を用いることで,破壊位置,様式,規模を推定することができる .一方,既に破壊が生じたコンクリートの内部を外部からの弾性波励起によって探索する手法 に弾性波トモグラフィ法がある.本研究では,両者を組み合わせ,破壊の逐次進行をAEにより ,定期的な破壊探索を弾性波トモグラフィにより評価しようとするものである.具体的には, AE源と弾性波パラメータ(伝播速度,エネルギー減衰)などを用いて,劣化損傷位置を空間的 に把握することで,コンクリートの定量的劣化指標を提案する.

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は,コンクリートの劣化・損傷を非破壊で調査する手法として,ひずみエネルギー解放にともなう,弾性波,AE(アコ ースティック・エミッション)を用いることで,破壊の発生位置,破壊の様式,破壊規模などを推定することができる.この破壊にともなうAEは,一次AEと呼ばれ,厳密には非破壊試験ではない.一方,コンクリートの外力変動,さらには内部応力の変動を利用し,コンクリート内部の既存損傷の可逆的な変化(すべりなど)にともなうAEは二次AEと呼ばれ,破壊を進展させないことから,本来の非破壊調査として,既存構造物の健全性評価に利用されている.外部からの弾性波励起によって評価すうる手法に弾性波トモグラフィ法がある.本研究では,両者を組み合わせ,破壊の逐次進行をAEにより,定期的な破壊探索を弾性波トモグラフィにより 評 価しようとするものである.具体的には, AE源と弾性波パラメータ(伝播速度,エネルギー減衰)などを用いて,劣化損傷位置を空間的 に 把握 することで,コンクリートの定量的劣化指標を提案する.これらに,コンクリート のライフサイクル品質評価に貢献することを目的 としている専用に開発したセンサを実構造物に適用し,その信頼性に関する検討を行う.具体的には,開発センサの感度に関して,方向性を確認するほか,経時劣化などの確認計測を実コンクリート構造物に埋設して検討した.得られた成果をまとめ,論文化の準備を行った.併せて,コンクリート構造物の実劣化調査も行い,開発センサの実適用性を現地で検討した.

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Shenzen University(中国)

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  • [Journal Article] Research on in-situ corrosion process monitoring and evaluation of reinforced concrete via ultrasonic guided waves2022

    • Author(s)
      Liu Yuqing、Ding Weijian、Zhao Peng、Qin Lei、Shiotani Tomoki
    • Journal Title

      Construction and Building Materials

      Volume: 321 Pages: 126317-126317

    • DOI

      10.1016/j.conbuildmat.2022.126317

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Roles of CSH gel in the microstructure and piezoelectric properties variation of cement-based piezoelectric ceramic composite2022

    • Author(s)
      Ding Weijian、Xu Weiwei、Dong Peng、Liu Yuqing、Shiotani Tomoki
    • Journal Title

      Materials Letters

      Volume: 306 Pages: 130952-130952

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2021.130952

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cement-Based Piezoelectric Ceramic Composites for Sensing Elements: A Comprehensive State-of-the-Art Review2021

    • Author(s)
      Ding Weijian、Liu Yuqing、Shiotani Tomoki、Wang Quan、Han Ningxu、Xing Feng
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 21 Issue: 9 Pages: 3230-3230

    • DOI

      10.3390/s21093230

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of hydration capacity for cement matrix on the piezoelectric properties and microstructure of cement-based piezoelectric ceramic composites2021

    • Author(s)
      Ding Weijian、Xu Weiwei、Dong Zhijun、Liu Yuqing、Wang Quan、Shiotani Tomoki
    • Journal Title

      Materials Characterization

      Volume: 179 Pages: 111390-111390

    • DOI

      10.1016/j.matchar.2021.111390

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Piezoelectric properties and microstructure of ceramicrete-based piezoelectric composites2021

    • Author(s)
      Ding Weijian、Xu Weiwei、Dong Zhijun、Liu Yuqing、Wang Quan、Shiotani Tomoki
    • Journal Title

      Ceramics International

      Volume: 47 Issue: 21 Pages: 29681-29687

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2021.07.139

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  • [Presentation] Guided wave based corrosion process monitoring with embedded smart element2020

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      Yuqing Liu
    • Organizer
      6th International Conference on Construction Materials
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of the coupling agent on the acoustic emission testing2020

    • Author(s)
      Yuqing Liu
    • Organizer
      The 20th World Conference on Non-Destrcutive Testing
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Early hydration process evaluation in cement paste using active acoustic emission testing2020

    • Author(s)
      Yuqing Liu
    • Organizer
      Structural Faults & Repair-2021 and European Bridge Conference-2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] インフラ先端技術産学共同講座

    • URL

      http://iti-labo.kuciv.kyoto-u.ac.jp/index.html

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  • [Remarks] インフラ先端技術コンソーシアム

    • URL

      https://citi.kuciv.kyoto-u.ac.jp

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Published: 2019-07-30   Modified: 2024-03-26  

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